Устройство и конструкция основных видов классических мультиметров

Работа с электротехникой всегда проводится одновременно с замерами параметров тока. При этом некоторые мастера используют отдельно три прибора – вольтметр, амперметр и омметр – для каждого замера, а некоторые выбирают универсальный инструмент, который объединяет несколько основных функций. Речь идет о мультиметре – достаточно популярном измерительном приборе. Во многих случаях также используются токовые клещи, которые по принципу действия похожи на мультиметр.

Описание основных видов мультиметров

Опытные пользователи знают, какие виды мультиметров существуют вообще в современном мире. А существует три вида подобных приборов:

1. Аналоговые. Эти виды мультиметров ограничены по своему функционалу и, как правило, являются комбинацией вольтметра, амперметра и омметра. Режимов в них не очень много. Информация в реальном времени отображается с помощью стрелки и шкалы, на которую нанесены деления. Никаких запоминающих устройств такой прибор не имеет. Кроме того, у него бывают серьезные погрешности, которые можно исправить дополнительными сопротивлениями известного номинала. Из достоинств аналогового мультиметра выделяют низкую цену и интуитивно понятное управление.
2. Цифровые. Эти мультиметры захватили рынок измерительных приборов благодаря своему широкому функционалу. Он включает в себя также некоторые дополнительные функции, например, измерение температуры. Управление цифровыми приборами также достаточно простое и понятное интуитивно. Из недостатков выделяют высокую цену, однако мультиметр себя оправдывает.
3. Комбинированные. Это виды мультиметров, которые объединяют в себе свойства как цифровых, так и аналоговых устройств. Часть информации выводится на жидкокристаллический экран, а часть – с помощью стрелки и шкалы. Однако существуют не только такие варианты. К комбинированным устройствам относят также приборы, которые имеют некоторые дополнительные функции, не предусмотренные классическими мультиметрами. Например, мультиметр с функцией осциллографа. Или наоборот: портативный осциллограф с функцией мультиметра.

Каждый вид измерительного прибора по-своему выгоден при эксплуатации. Из-за этого все три типа устройств существуют и востребованы на современном рынке.

Устройство аналогового мультиметра

Эти приборы встречаются по сей день и не являются устаревшими, несмотря на всю свою простоту. Стрелочное устройство – это специальная электромеханическая головка. По своей форме представляет собой рамку с обмоткой из проводника. Она помещена в магнитное поле, и когда на проводник подается ток, стрелка отклоняется на определенное значение. Это значение зависит от различных параметров тока, который протекает через рамку.

Поскольку электромеханическая головка имеет также пружину, то после снятия напряжения с проводника стрелка возвращается в исходное положение.

Шкала у аналогового мультиметра является многофункциональной. Также существует много различных переключателей и дополнительных сопротивлений известного номинала. Благодаря этому диапазон измерений очень широкий.

При выполнении замеров пользователю нужно проводить анализ положения стрелки с учетом выбранного диапазона измерений, рода тока (постоянный или переменный), а также непосредственно сигнала.

У основного переключателя есть три главных сектора:

• амперметр;
• вольтметр;
• омметр.

По своей сути, аналоговое устройство и есть комбинация этих трех приборов. К примеру, в магазине Radio-Shop, где можно купить различные виды мультиметров, представлен современный стрелочный прибор Pro’sKit MT-2018, работающий от аккумуляторов. Он может измерять напряжение и силу как постоянного, так и переменного тока, а также сопротивление проводника. Он имеет:

• дополнительные резисторы, которые помогают пользователю расширить возможности для замеров;
• защиту от неправильной полярности;
• возможность проверять различные транзисторы. 

Дополнительных функций, доступных цифровым видам мультиметров, здесь нет.

Когда пользователь выполняет замеры, то он должен обращать внимание как на диапазон измерений, так и на тип сигнала, подаваемого на мультиметр.

Когда речь заходит о том, какие виды мультиметров существуют, многие вспоминают о цифровых инструментах. Эти виды мультиметров очень современные и достаточно сложные по конструкции.

За основу типичного цифрового мультиметра взят аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Он применяется для классических работ, когда нужно прозванивать сопротивления и резисторы. Когда прибор издает специфический звенящий звук (отсюда и название процедуры), это значит, что деталь целая. Если прибор молчит – значит, целостность детали нарушена.

Таким же образом можно проверять и транзисторы. В этом случае можно измерить также коэффициент усиления по току. 

Еще одной возможностью цифрового мультиметра является измерение емкостей конденсаторов. Некоторые дорогие приборы также позволяют мерить температуру (она влияет на свойства проводников).

Контроллер цифрового мультиметра оценивает напряжение.

У цифровых приборов входов два. Один предназначен для работы с высокими напряжениями. Также внутри мультиметра есть компаратор. Он преобразовывает аналоговые сигналы в цифровой код. Этот код в дальнейшем разделяется на тысячи, сотни, десятки и единицы. Каждая группа – отдельно. Они подаются на элемент, который по-английски обозначается как latch (задвижка или вентиль). Благодаря этому показания на экране измерительного устройства являются более или менее стабильными.

Экраном управляет специальная микросхема под названием драйвер. Она формирует сигналы, с помощью которых подсвечиваются необходимые элементы экрана, а также знак минус. Опционально возможна подсветка.

Еще одной важной деталью каждого мультиметра является его переключатель – поворотная ручка. С внутренней стороны у нее есть множество контактов, которые в нужном порядке касаются соответствующих дорожек на плате. Такой же принцип работы и у переключателей на тестерах.

Когда дело доходит до измерения температуры дорогими видами мультиметров, то процесс замеров происходит на основе эффекта термопары. При этом АЦП оценивает напряжение, а показания выводятся на соответствующую часть жидкокристаллического экрана.

Если пользователь выполняет какие-либо работы по обслуживанию мультиметра, то прибор потом нужно будет откалибровать.

При работе с данным измерительным прибором очень важно правильно подключать щупы. Один из них (черного цвета) – это земля на схеме. При неправильном подключении есть риск вывести прибор из строя, даже несмотря на наличие защиты.